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蜘蛛死后为何蜷缩成团?科学家让死蜘蛛“复活”化身“死灵机器人”!

蜘蛛死后为何把腿蜷缩起来?一场自然界的奇妙揭秘

在我们日常生活的角落里,无论是墙角、窗台还是草丛中,偶尔会发现一只死去的蜘蛛。

与大多数昆虫死后身体僵硬、四肢伸展不同,蜘蛛往往紧紧蜷缩成一团,仿佛被无形的力量挤压成了小球。

这一现象常常引发人们的好奇:为什么蜘蛛死后会缩成一团呢?今天,就让我们一同走进蜘蛛的世界,揭开这个神秘现象背后的科学真相。

图片来源:rice university

蜘蛛的“液压发动机”:独特的运动机制

要理解蜘蛛死后为何会蜷缩,首先得了解蜘蛛是如何运动的。

与我们人类或其他大多数动物不同,蜘蛛并非靠伸肌和屈肌来直接控制腿部的伸展和收缩。

取而代之的是一套精妙绝伦的“液压系统”

蜘蛛的血淋巴系统

图片来源:echemi.com

蜘蛛体内循环着一种名为“血淋巴”的液体,可起到类似血液的作用。

蜘蛛的腿连接在身体前半部分的“头胸部”上,这里就像是整个液压系统的中央泵房。

当蜘蛛需要伸展腿部时,头胸部的肌肉会收缩,给血淋巴加压,这股高压液体随即被泵入腿部,像给轮胎充气一样,将腿部关节强行“顶”开,从而实现伸展。

这个过程极其高效,一只跳蛛在起跳瞬间,甚至能将腿部压力提升至静止时的十倍以上,从而将自己弹射到数十倍于身长的高度。

而蜘蛛腿部的收缩,则依赖于腿部本身的屈肌

这些屈肌就像弹簧一样,当液压系统不再提供伸展力时,它们就会自然地将腿部拉回原位。

可以说,蜘蛛的每一个动作,都是强大的屈肌与体内的液压之间动态平衡的结果

死亡后的“液压崩溃”:蜷缩的必然

了解了蜘蛛的运动机制,我们就不难理解它死后为何会蜷缩成团了。

当蜘蛛的心脏停止跳动,头胸部的“液压泵”也随之停工。

这时,那个曾经将腿部向外推的高压液体系统瞬间失效,腿部失去了伸展的动力。

而屈肌则不受影响,它们继续发挥着作用,将腿部拉回原位。

图片来源:iflscience

由于没有了液压系统的对抗,屈肌的力量变得相对强大,它们迅速将蜘蛛的八条腿拉向身体中心,形成一个紧密的蜷缩状态。

这个过程就像是一个被放气的气球,逐渐失去了原有的形状,缩成了一团。

因此,蜘蛛死后的蜷缩,实际上是液压系统失效后,屈肌自然收缩的结果

环境因素:蜷缩状态的“微调”

虽然大多数蜘蛛死后都会蜷缩成团,但仔细观察你会发现,并非所有蜘蛛的蜷缩状态都完全相同。

这背后的原因,与环境因素密切相关。

在干燥炎热的环境中,蜘蛛体内的水分会迅速蒸发,导致血淋巴的体积减小,液压系统的压力降低。

这时,屈肌的力量更容易占据主导,将腿部拉回更紧的位置,形成我们常见的“一坨”死蜘蛛。

而在湿润或水中的环境中,情况则有所不同。

当蜘蛛淹死在淡水里时,它的液压系统会被水浸泡而膨胀,腿部反而会舒展开来,呈现出一种“四脚朝天”的奇特姿态。

然而,随着水的盐度提升,蜘蛛体内的水分会逐渐流失,液压系统再次失效,腿部又会重新蜷缩起来,与在陆地上死亡的蜘蛛无异。

从“液压死亡”到科学创新:

“死灵机器人”的诞生

蜘蛛死后的蜷缩现象,不仅揭示了蜘蛛独特的运动机制,还意外地激发了科学家们的创新思维。

在美国莱斯大学的一间实验室里,研究员法耶·雅普注意到墙角蜷缩的死蜘蛛,一个简单的问题在她脑中闪过:“为什么蜘蛛死后腿会缩起来?”

这个问题,最终不仅得到了解答,还意外地开创了一个名为“死灵机器人学”(Necrobotics)的全新研究方向。

如何用蜘蛛制作“死灵机器人”

图片来源:advanced science

科学家们发现,只需向死蜘蛛头胸部注入少量空气,就能让它的八条腿重新伸展,变成一个功能完备的机械抓手。

图片来源:advanced science

这个“死灵抓手”能够稳定地举起超过其自身体重130%的物体,并且在经历700次开合循环后依然相当稳健。这一发现不仅展示了蜘蛛身体的独特机械结构,也为未来机器人技术的发展提供了新的思路。

或许在不久的将来,我们真的能看到由死蜘蛛改造而成的“僵尸机器人”在工业生产或科学研究中发挥重要作用。

蜘蛛蜷缩之谜的科学意义

蜘蛛的液压系统是一种高效、节能的运动机制。它不需要复杂的肌肉结构,就能实现快速、灵活的运动。这种设计在自然界中独树一帜,也为工程学提供了宝贵的灵感。

通过研究蜘蛛的液压系统,科学家们或许能够开发出更加高效、灵活的机器人,为未来的工业生产、科学探索乃至医疗救助等领域带来革命性的变化。

从蜘蛛的“液压发动机”到“死灵机器人”,这一系列发现不仅丰富了我们的知识体系,同时也提醒我们,自然界中的每一个生命都有其独特的存在方式和价值。通过观察和研究这些生命现象,我们能够更好地理解自然界的运行规律,让我们更加敬畏自然、尊重生命。能够更加珍惜和保护我们共同的地球家园。

作者:肖云格

审核专家:徐晗 北京林业大学林学院 副教授

本文在科普新媒体平台“蝌蚪五线谱”刊发,经授权发布

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  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/OuaLY2tqoKxXJHIxVfB-gQZw0
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